CDS供液系统工艺技术
分类：
工艺技术
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发布时间：
2025-04-28
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引言
半导体制造过程高度依赖化学工艺，约20%的工艺步骤涉及晶圆清洗与表面处理。随着集成电路线宽不断缩小及光伏产业的快速发展，对化学品的精确供给与安全管理提出了更高要求。中央化学液供应系统（Central Chemical Dispense System, CDS）作为核心支持系统，通过自动化控制实现化学液的精准配送与回收，为半导体制造中的湿法工艺提供了可靠保障。
CDS系统的定义与重要性
CDS系统是为半导体生产线提供24小时连续化学液供应的关键设施，广泛应用于集成电路、光伏、LED及MEMS等领域。其核心功能包括自动配液、补液及输送，确保化学液的浓度、温度和流速等参数满足严苛的工艺需求。该系统与厂务动力系统及废液处理系统协同工作，共同支撑半导体生产的高效运行，同时显著降低化学品的操作风险与环境危害。
CDS系统在半导体制造中的应用
主要供应的工艺步骤
1. 光刻显影：为芯片图案显影提供特定化学液，确保光刻胶的精确去除与图形定义。
2. 晶圆清洗：通过化学液去除晶圆表面的微粒、金属污染物及有机残留，提升表面洁净度。
3. 湿法刻蚀：利用酸或碱性溶液选择性刻蚀材料，形成微纳结构。
4. 薄膜制备：输送化学气相沉积（CVD）所需前驱体，实现高质量薄膜生长。
5. 化学机械抛光（CMP）：提供研磨液以平整晶圆表面，保障多层结构的平坦化。
6. 设备配件清洗：清洗制程设备及载体，避免交叉污染。
化学液的分类与用途
半导体工艺中使用的化学液可分为以下四类：
1. 酸类
• 氢氟酸（HF）：用于刻蚀二氧化硅及清洗氧化层。
• 盐酸（HCl）：溶解金属污染物，常用于去除离子残留。
• 硫酸（H₂SO₄）：通过强氧化性分解有机物，适用于去胶工艺。
2. 碱类
• 氨水（NH₄OH）：与双氧水组成SC-1溶液，用于去除微粒及金属杂质。
• 氢氧化钾（KOH）：用于CMP研磨液及显影液配制。
3. 有机溶剂
• 异丙醇（IPA）：作为干燥剂，加速晶圆表面脱水。
• 丙酮：清除光刻胶残留，保障黄光区洁净。
4. 配比类化学品
• SC-1/SC-2溶液：用于晶圆清洗与表面活化。
• BOE（缓冲氧化物刻蚀液）：精准控制氧化硅刻蚀速率。
化学液供应系统的流程与构成
CDS系统根据功能需求可分为以下两类：
1. 基础供应系统
• 功能：将储存的化学液直接输送至制程设备，适用于成分稳定的单一溶液。
• 组成：储罐、泵送单元、管路及流量控制模块。
2. 功能型供应系统
• 功能：集成混合、加热或搅拌模块，实现化学液的在线调配与参数优化。
• 组成：预处理单元（如稀释装置、温控模块）、混合反应器及闭环控制系统。
两类系统均需满足耐腐蚀、高密封性及自动化监控要求，确保化学液在输送过程中成分与状态稳定。
结论
CDS系统作为半导体制造的核心基础设施，通过精准控制化学液的供给与回收，显著提升了工艺稳定性与生产安全性。未来，随着制程复杂度持续增加，系统设计需进一步融合智能化技术，以实现实时监控与动态调整。通过优化化学液管理流程与设备兼容性，CDS技术将持续推动半导体产业的高效发展。
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